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通过几种WLAN覆盖方式优缺点对比 选择适合高校无线WLAN覆盖方式

2020-08-07 05:47:52 来源:曼秀资讯网

无线网络具有无须布线,用户接入方便,可以自由移动等优点。同时随着大量支持手持设备的普及,WLAN技术正面临前所未有的发展机遇。目前无线覆盖一般采用胖AP部署方式、胖AP加天馈部署方式、瘦AP部署方式、瘦AP加天馈部署方式。虽然这几种方式目前都有用户案例,但射频效率差异很大。以下通过几种WLAN覆盖方式优缺点对比,为校园无线网络的合理部署提供参考与借鉴。

Q:胖AP部署方式有何特点?采用这种方式有哪些优缺点?

A:早期的WLAN 部署都采用胖AP 部署方式,即每个AP分别配置,独立工作,硬件投资和维护成本较低,通过合理地调整AP 的位置及所用信道,可以实现良好的无线信号覆盖,适用于覆盖范围较小、AP 数量不多的情况。由于胖AP 无法进行有效、统一与集中的控制和管理,频谱自动调节都需要手工完成,用户在不同的AP 间漫游时,时延较大,不适合实时的语音和,也不支持无线定位业务。因此以胖AP 为主、传统的WLAN 部署方式已经很少在较大项目中使用。

Q:什么是胖AP加天馈部署方式?

A:天馈系统是指天线向周围空间辐射电磁波,主要包括天线和馈线系统两大类。由于移动语音通讯为目前第一网络需求,运营商为提供优质的语音服务,纷纷在各建筑内进行手机信号覆盖,这种信号覆盖基本都采用天馈系统,也就是通常所说的“无线信号室内分布系统”,可同时支持GSM、TD-SC、CDMA2000、WCDMA、WLAN五网。如果校方为了节省WLAN覆盖成本,就可借助运营商手机信号覆盖的天馈系统,即能获得良好的WLAN信号覆盖。

由于不同种类的馈线对不同频率电磁波的增益、阻抗与通带各不相同,因此此方案在设计之初只使用单频(只使用a、b/g的一种频率)覆盖,后期将无法再添加。为解决馈线上多频段之间的相互干扰和功放能力差异问题,还需引入更多的元器件,将大大增加硬件成本。由于技术上的限制,该系统一般配置1-2个AP,最多使用3个AP(802.11b/g的1、6、11信道)完成WLAN的覆盖。这种方式适用于AP不易安装、用户数较少、流量较低但又需要覆盖的区域。

Q:采用胖AP加天馈部署方式有哪些优缺点?

A:一般来说,每个天馈覆盖大楼的1-5个层面,使得在较大范围内部署的AP数量较少,减少了用户移动时在不同AP之间的切换。但由于单个AP覆盖的范围较广,一旦出现故障,将会有大面积的区域处于信号盲区,导致更多用户无法使用网络。另外,无线设备在出厂时附带的设备性能参数指标都是基于原厂的天线,因此采用天馈以后,无法在系统设计时详细计算覆盖的性能及参数,从而无法确定设备的转发性能与无线信号情况。

Q:在室内采用胖AP 加天馈部署方式会有哪些潜在的弊端

A:在室内部署中,无线信号的多路径干扰问题相当突出,原装的天线在最初设计时一般都内置了分集功能,能够很好地解决多路径干扰问题。而天馈分布系统因不支持分集技术,客户接收到的信号强度虽然很大,但质量较差,整个系统也无法升级到支持MIMO 的802.11n 网络。

天馈系统由于采用单根馈线,不能形成三角形测量法,因此只能定位用户在哪个AP 上而无法实现精确定位。当有非法AP存在时,系统也无法检测到非法AP的物理位置。此外,天馈覆盖区一旦出现非法AP,则会导致严重的信道冲突和干扰,影响全网的无线质量。天馈系统中使用的分路器、器、功放等设备还没有相关的统一标准,衰减特性各不相同,给购买和勘测带来了不确定性。天馈系统安装比较烦琐,需要铺设馈线及安装吸顶天线,维护和管理较麻烦,组成天馈系统的元件发生故障后,有多个故障点需要检测。如要部署a、b/g双频系统,需独立使用两套硬件设备铺设两套天线,费用更昂贵。随着馈线的延长,信号的强度也会相应衰减,尽管增加了,但噪音也随之放大,客户端的SNR 并未有实质性改善。

天馈系统并非为每个帽形吸顶天线都配备一个功率,一般几个帽形天线合用一个功率放大器,功率放大器放置在弱电间内,这就会产生如下的问题。A P下行的信号经过功率放大器后,客户端接收到的信号强度都相当好,但由于上行信号只有在AP 附近才被放大,移动客户端的发射上行信号的功率相对较小,经过分路以后,其他客户端已无法感知此客户端的上行信号载波,一旦有数据需要发送,就会造成冲突。室内天馈系统设计之初是为手机语音服务的,而手机语音采用TDMA 或CDMA 的复用方式,不存在信道争用,但WLAN存在信道争用。而在室内天馈系统中,CSMA/CA又不能高效发挥作用,特别当网络中存在802.11b的客户端时,客户端带宽争用更为严重,导致数据冲突率较高,网络吞吐量低下。

Q:什么是瘦AP部署方式?采用这种方式有哪些优缺点?

A:随着WLAN 技术的发展,出现了胖AP 覆盖方式的改进版本。每个AP 在无线控制器集中控制下工作,可进行统一配置管理,新增AP时无须任何配置管理(零配置),方便扩展,可批量升级AP的软件版本及变更配置,支持基于Wi-Fi 的精确定位,因此这种AP 也称为瘦AP。瘦AP 部署方式适用于AP 大量部署的情况,能够实现良好的集中管理、集中控制、高容量多业务的接入,通过自动的射频资源管理,自动调整信道、功率等无线参数,实现自动优化的无线服务。由于用户的关联信息存放在控制器内,用户同控制器之间采用隧道传送数据,支持二、三层快速安全漫游,可实现三十毫秒以内切换时延,完全适合实时的应用,支持WPA2、AES 等企业级的网络安全。可使用网管软件进行统一资源管理、用户管理。

使用瘦AP时,虽然可以实现无线网络控制器自动分配射频信号资源,但覆盖那些不规则、用户过多的建筑时,仍需要手工分配相关射频资源,综合使用定向、全向、Yiga天线保证信号的全覆盖,以获得最好的网络性能。图1显示了一幢不规则实验大楼的覆盖。

通过几种WLAN覆盖方式优缺点对比 选择适合高校无线WLAN覆盖方式

图1 具有定向天线的覆盖范例

Q:采用瘦AP加天馈部署方式有何缺点?

A:瘦AP采用天馈覆盖方式部署时,除了具有胖AP加天馈方式部署的所有缺点外,还无法发挥无线统一网络管理的相关功能。例如功率控制、信道自动分配、用户定位、覆盖的热图管理等,因此已经很少在实际中使用。

通过对上述几种WLAN覆盖方式的分析对比可以看出,为了满足日益增长的无线网络应用需求,应该尽可能采用瘦AP的无线网络部署方式,在控制器及网管软件的协助下,手工调整AP 的位置及射频的分配,使WLAN获得最好的覆盖效果及优质的用户网络体验。

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